aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

Fachsitzungen
– Haupt-, Fachvorträge und Posterbeiträge –
UP 1 SOLAS
Zeit: Montag 11:00–13:15 Raum: HS 118
Hauptvortrag UP 1.1 Mo 11:00 HS 118
Biologische Reaktionen auf den Eintrag von Staub aus der Atmosphäre
in den Ozean — •Karin Lochte, Doug Wallace, Peter
Croot, Julie LaRoche, Mathew Mills, Maren Voss und
Alexander Baker — Institut für Meereskunde Kiel, Duesternbrooker
Weg 20. 24105 Kiel
Weite Regionen des Ozeans leiden unter einem Mangel des Spurenmetalls
Eisen, das die biologische Produktion begrenzen kann. In gross
angelegten ” Düngungsexperimenten“ wurde die fördernde Wirkung des
Eisens auf die Produktion von Algen und damit die Steigerung des biologischen
Kohlenstoffflusses im Ozean nachgewiesen. Es wird aber vermutet,
dass Eisen auch eine zentrale Rolle im Stickstoffkreislauf, hier bei
der Stickstofffixierung, spielt.
Der wichtigste Eintrag von Eisen in den Ozean erfolgt über Staub aus
der Atmosphäre. Diese Einträge sind lokal sehr unterschiedlich. Eines der
wichtigsten Eintragsgebiete ist der tropische Atlantik, der Staub aus der
Sahara erhält. Untersuchungen der Verteilungen von Algen (Phytoplankton)
und ihrer Wachstumsraten sowie auch der Stickstofffixierung auf
einem West-Ost Schnitt im tropischen Atlantik zeigen interessante Korrelationen
mit dem Eintrag von Staub in diesem Ozeangebiet, die Hinweise
für die Regulation der biologischen Produktion durch Staub geben.
In Experimenten, in denen Wasserproben mit verschiedenen Pflanzen-
Nährstoffen angereichert wurden, wurde im Detail untersucht, welche
biologischen Prozesse durch Stickstoff, Phosphor, Eisen und Staub beeinflusst
werden. Dekadische Variabilitäten im Staubeintrag und zusätzliche
anthropogene Veränderungen der Staubflüsse können sich daher auf den
Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf im tropischen Atlantik (und anderen
Ozeanregionen) auswirken und biologisch gesteuerte Auswirkungen auf
das Klima haben.
Hauptvortrag UP 1.2 Mo 11:40 HS 118
Methods for in situ Measurement of Air-Sea Gas Exchange
Rates — •Peter S. Liss — School of Environmental Science, University
of East Anglia
The flux of gases between the atmosphere and the oceans can be calculated
from the product of the concentration difference across the sea
surface and a kinetic term, often called a transfer velocity. In this talk I
will concentrate on the latter term, and in particular ways by which it
can be determined from measurements at sea.
The transfer velocity is frequently parameterised in terms of wind
speed, although the actual exchange process is also affected by factors
including wave height and slope, wind fetch, sea state, bubble field and
degree of white capping, all of which directly or indirectly affect the
amount of mixing in the surface water. Because these factors are largely
wind driven they are often amalgamated together in terms of wind speed,
and the data displayed as transfer velocity versus wind speed plots.
Other properties which may be important for air-sea gas transfer rates
include surfactants and the chemical reactivity of the gas in seawater.
The importance of these latter two factors is less well established, with
considerable controversy over the role of surfactants, and with chemical
reactivity only likely to be important for gases with very rapid aqueous
phase chemistry.
There is currently significant uncertainty in in situ values for the transfer
velocity, with the degree of uncertainty greatest at high wind speed,
where few field data points exist. Over the last decade several novel approaches
have been applied to the task of measuring air-sea gas exchange
rates at sea or remotely. In this talk I will review the more promising of
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these approaches and point the ahead for future field studies. Finally,
a brief description will be given of the SOLAS (Surface Ocean - Lower
Atmosphere Study) international research project, a significant part of
which is devoted to better understanding and improved field measurements
of the kinetics of air-sea exchanges.
Fachvortrag UP 1.3 Mo 12:20 HS 118
Characterisation of coastal/marine aerosols: Contributions to
understand new particle formation from biogenic iodine precursors
— •Thorsten Hoffmann 1 , Hongwei Chen 1 , Rolf Brandt 2
und Norbert Jakubowski 2 — 1 Johannes-Gutenberg University of
Mainz, Duesbergweg 10-14, 55099 Mainz — 2 Institute of Spectrochemistry
(ISAS), Bunsen-Kirchhoff-Str. 11, 44139 Dortmund
The study of the sources and formation pathways of new particles in
the troposphere is presently a subject of considerable interest, prompted
by the role of aerosols in global climate change and their influence on
heterogeneous processes in the atmosphere. Uncertainties in the natural
background source of atmospheric aerosol particles complicate estimates
of the influence of anthropogenic aerosols. Therefore, one goal of current
research activities is the identification and quantification of natural
particle formation processes in the troposphere. Recent field and laboratory
studies also point to coastal sites as a biogenic source region for
new particles. The current understanding is that volatile iodine precursors,
such as diiodomethane, which are released by marine algae, or even
molecular iodine are photolysed during daytime and form low volatile
iodine oxides which finally self-nucleate. This contribution will present
results from laboratory studies on new particle formation potential from
naturally released volatile iodine compounds as well as results from field
measurements (Mace Head/ Ireland) on the chemical composition of the
coastal/marine aerosol particles (e.g. regional and temporal variation,
tidal influence).
Hauptvortrag UP 1.4 Mo 12:35 HS 118
Austauschprozesse an der Meeresoberfläche und ihre Rolle in
der Kopplung zwischen Atmosphäre und Ozean — ein Beitrag
zum SOLAS-Projekt — •Bernd Jähne, Uwe Schimpf, Christoph
Garbe und Christopher Popp — Forschungsgruppe Bildverarbeitung,
IWR und Institut für Umweltphysik, Universität Heidelberg,
Im Neuenheimer Feld 368, 69120 Heidelberg
Der Stoffaustausch zwischen Atmosphäre und Ozean ist trotz seiner
Bedeutung für die globalen Stoffkreisläufe immer noch wenig verstanden
und experimentell schwer zugänglich. In den letzten Jahre wurde
eine neue Technik entwickelt, die es mittels aktiver Thermographie erlaubt,
die Antwortfunktion des Transports durch die wasserseitige viskose
Grenzschicht sowohl im Labor als auch im Feld zu messen. Damit ist es
nicht nur möglich, innerhalb weniger Minuten die Transfergeschwindigkeit
für Gase zu messen, sondern auch verschiedene Modelle zu unterscheiden
und die Schmidtzahlabhängigkeit zu bestimmen. Dies bedeutet
für zukünftige Messungen im Feld, dass Messungen der Konzentrationen
von beliebigen Tracern im Wasser und der Atmosphäre ausreichend sind,
um Flussraten relevanter Tracer zwischen Atmosphäre und Ozean zu bestimmen.
Es sind keine aufwendigen und unsicheren direkten Flussraten
(z.B. durch Eddykorrelations- oder -akkumulationsmessungen) mehr notwendig.
Die neue Technik soll ein wesentliches Bindeglied zwischen den
atmosphärischen und ozeanographischen Untersuchungen des internationalen
SOLAS-Projekt werden.